專利名稱：自我組裝式微型扇葉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及--種運用于微型風(fēng)扇的自我組裝式微型扇葉，其具有增加流 量、控制及改善流長的特性，以解決傳統(tǒng)習(xí)知技術(shù)缺點。
背景技術(shù)：
微型化科技的研究與應(yīng)用是近代科學(xué)兩大趨勢之一，特別是自我組裝
(Self-assembly)技術(shù)，更是近幾年來微觀世界的微結(jié)構(gòu)組裝主流方法。
以微機電系統(tǒng)(Micro electromechanical Systems, MEMS)技術(shù)所制作的微型 風(fēng)扇(Micro Fan)而言，微型風(fēng)扇的微抓式致動器(Scratch Drive Actuator; SDA) 與微型葉片結(jié)構(gòu)之間必須利用自我組裝技術(shù)以及多使用者M(jìn)EMS制程(Multi-User MEMS Processes; MUMPs)才能制成。
所謂自我組裝技術(shù)，指微結(jié)構(gòu)組裝機制在最后的釋放制程完成后即自行定位。 現(xiàn)有的自我組裝技術(shù)有以下三種
1、 利用制程中的殘余應(yīng)力釋放造成變形，使微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，如Lucent公司 開發(fā)的3D微光開關(guān)。
2、 利用超聲波產(chǎn)生表面波，將微結(jié)構(gòu)振蕩至預(yù)定位置。
3、 先以錫鉛合金球(Solder Ball)、光阻(Photoresist)或其它高分子聚合物 在微絞鏈上制作可撓性接點(elastic joint),再經(jīng)過回悍(Reflow)制程使接點在 高溫中呈熔融狀態(tài)，并產(chǎn)生可將微結(jié)構(gòu)拉起的表面張力(Surface Tension Force)。
但前述第1種與第2種自我組裝技術(shù)僅適用于靜態(tài)場合或位置固定的微結(jié)構(gòu)， 不適合具有位移動作的組件制作，因此也不適用于具有旋轉(zhuǎn)動作的微型風(fēng)扇制作。
至于第3種自我組裝技術(shù)，由于可作為撓性接點的材料很多，不同的材料也 各有優(yōu)、缺特性，以錫鉛合金球為例，其具有以下缺點
1、 鉛污染錫鉛合金球是由錫、鉛金屬混合(63Sn/37Pb)，因此在回焊時， 機臺與環(huán)境有鉛污染現(xiàn)象。
2、 成本高微結(jié)構(gòu)大多以多晶硅(Poly-si)作為主結(jié)構(gòu)，錫鉛合金球若要附 著其上，則必須先在多晶硅表面鍍上一層金質(zhì)襯墊(GoldPad)，以作為與錫鉛合 金球之間的連結(jié)接口，這個額外的步驟會造成制程困難與成本增加。
3、 精準(zhǔn)度差計算微結(jié)構(gòu)的抬升角度或位移值時，必須精確掌握球體大小，
但錫鉛合金球卻有高達(dá)25%的體積誤差，使抬升角度或位移值無法精準(zhǔn)控制。
4、 人工操作將錫鉛合金球放置在金質(zhì)襯墊上，目前仍完全仰賴人工對準(zhǔn)作業(yè)。
5、 被抬升的微結(jié)構(gòu)呈平面狀經(jīng)撓性接點所抬升的微結(jié)構(gòu)無法呈現(xiàn)曲面，只 限于平面狀。
6、 無法小型化現(xiàn)有的錫鉛合金球尺寸無法小于100 um，使撓性接點的最
小尺寸相對受限。
再以光阻作為撓性接點材料為例
以光阻制作撓性接點的制程沒有錫鉛合金球復(fù)雜，成本也較低，但是卻必須 經(jīng)過干式或濕式蝕刻法進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的懸臂釋放。
干式蝕刻法是利用液態(tài)二氧化碳來釋放微結(jié)構(gòu)的懸臂并取代其中的水分子，
避免懸臂黏著(stick)效應(yīng)，但是，此法所使用的二氧化碳超臨界機(Supercritical C02 Dry Release)設(shè)備價格不蜚，故相對成本較高。
濕式蝕刻法不需要額外的制程設(shè)備，故成本較低，但以氫氟酸(HF)或緩沖 氫氟酸(BOE)等溶液將犧牲層蝕刻之后，必須再以異丙醇(IPA)使水分子快速 揮發(fā)，以釋放懸臂，而異丙醇具有溶解光阻的特性，因此會破壞原先所制作的撓 性接點。
綜合以上說明，基于成本、制程、環(huán)保、微型化以及被抬升微結(jié)構(gòu)呈平面等 多重考慮，確實極需要開發(fā)一種全新制程，以解決錫鉛合金球或光阻作為可撓性 接點所衍生的諸多缺點。 發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種具有可動部份的自我組 裝式微型扇葉。
本實用新型次要目的在于提供一種具有曲面的可動部份、以增加氣流流量、 控制及改善氣流流長的特性的自我組裝式微型扇葉。
為達(dá)到上述目的，本實用新型所提供的一種自我組裝式微型扇葉，其特征在 于包括至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部分；所述可動部分與微型馬達(dá)的外環(huán)之間具有 至少一個撓性接點，利用回焊制程在所述撓性接點產(chǎn)生表面張力，并將微結(jié)構(gòu)的 可動部分抬伸。
上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述撓性接點為一種感光型聚亞酰胺薄膜。 本實用新型還提供了另一技術(shù)方案 一種自我組裝式微型扇葉，其特征在于 包括至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部份；所述可動部分與微型馬達(dá)的外環(huán)之間具有至
少
-A
撓性接點，并在每一所述可動部份形成一撓性連桿；通過回焊制程在每一
并將所述微結(jié)構(gòu)的可動部分形成曲面式抬伸。
所述撓性接點為一種感光型聚亞酰胺薄膜。
在每一所述可動部份的一側(cè)定義一第一撓性
在每一所述可動部份的另一側(cè)定義一第二撓
在每一所述可動部份的第一撓性接點上方定
在每一所述可動部份的撓性連桿上方定義一
撓性接點與撓性連桿產(chǎn)生表面張力，
上述本實用新型的技術(shù)方案中，
上述本實用新型的技術(shù)方案中， 接點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中 性接點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中 義一撓性連桿。
上述本實用新型的技術(shù)方案中， 第三撓性接點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述撓性連桿為感光型聚亞酰胺薄膜。
本實用新型又提供了再一技術(shù)方案 一種自我組裝式微型扇葉，其特征在于 包括至少一個微結(jié)構(gòu)的一第一可動部份與一第二可動部份；所述第一可動部份 與微型馬達(dá)的外環(huán)之間與所述第一可動部份與所述第二可動部份之間具有至少一 個撓性接點，并在每一第二可動部份形成一撓性連桿；通過回焊制程在每一所述 撓性接點與撓性連桿產(chǎn)生表面張力，并將所述微結(jié)構(gòu)的可動部分形成多層次與曲
面式抬伸。
上述本實用新型的技術(shù)方案中， 上述本實用新型的技術(shù)方案中點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中 撓性接點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中 三撓性接點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中 方定義一撓性連桿。
上述本實用新型的技術(shù)方案中 義一第四撓性接點。
上述本實用新型的技術(shù)方案中，所述撓性連桿為感光型聚亞酰胺薄膜。
采用上述技術(shù)方案，本實用新型與以錫鉛合金球制作撓性接點相比，具有無 鉛污染現(xiàn)象，不需要額外蒸鍍一層金質(zhì)襯墊作為連結(jié)接口，制程簡單、成本低的
所述撓性接點為一種感光型聚亞酰胺薄膜。 在每一所述第一可動部份定義一第一撓性接
在每一所述第二可動部份的一側(cè)定義一第二
在每一所述第二可動部份的另一側(cè)定義一第
在每一所述第二可動部份的第二撓性接點上
在每一所述第二可動部份的撓性連桿上方定優(yōu)點，而且本實用新型利用光學(xué)微影技術(shù)可進(jìn)行準(zhǔn)確度相當(dāng)高的對準(zhǔn)動作，因此 精準(zhǔn)度較好，并可完全自動化作業(yè)，微型化尺寸不受限制。本實用新型與光阻制 作撓性接點相比，也具有如下優(yōu)點1、感光型聚亞酰胺薄膜雖然與光阻同為高分 子聚合物，但感光型聚亞酰胺薄膜的表面張力比光阻大，而且較能抵擋有機溶液， 所以本實用新型沒有撓性接點遭異丙醇(IPA)溶解破壞的疑慮。2、由于感光型 聚亞酰胺薄膜較能抵擋有機溶液，適用于成本較低的濕式蝕刻制程，故本實用新 型成本相對較低。

圖1是本實用新型運用于微型風(fēng)扇的微型扇葉的實施例示意圖； 圖2是本實用新型運用于微型風(fēng)扇的微型扇葉的實施方式示意圖； 圖3是本實用新型的制程步驟示意圖4是本實用新型運用于微型風(fēng)扇的微型扇葉的實施例示意圖； 圖5是本實用新型運用于微型風(fēng)扇的微型扇葉的實施方式示意圖； 圖6是本實用新型運用于微型風(fēng)扇的微型扇葉的實施例示意圖； 圖7是本實用新型運用于微型風(fēng)扇的微型扇葉的實施方式示意圖。
具體實施方式

現(xiàn)舉以下實施例并結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)及功效進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖l、圖2所示，本實用新型提供一種自我組裝式微型扇葉，為具有可動部
份的微型扇葉的結(jié)構(gòu)，其包括
至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部份21;
其中，可動部份21與微型馬達(dá)的外環(huán)11之間具有至少一撓性接點31，撓性
接點為一種感光型聚亞酰胺(Polyimide)薄膜，經(jīng)過高溫烘箱(Oven)的回焊(Reflow) 制程，可使該撓性接點受熱收縮并產(chǎn)生表面張力，即可將微結(jié)構(gòu)的可動部分抬伸， 使微結(jié)構(gòu)自我組裝具有可被抬升的可動部份。 如圖3所示，本實用新型的制程步驟如下
制程一利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積法(PECVD)在一硅基質(zhì)60上沉積磷硅 玻璃(PSG)，作為低應(yīng)力犧牲層70，再用低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD)在低 應(yīng)力犧牲層上沉積多晶硅(Poly-si)，作為主結(jié)構(gòu)層80。
制程二進(jìn)行第一道光學(xué)微影(Photolithography)制程，以電感耦合式電漿 蝕刻機(ICP)蝕刻主結(jié)構(gòu)層80，定義出微結(jié)構(gòu)整體輪廓形狀。
制程三用旋轉(zhuǎn)涂布機(Spin Coater)在主結(jié)構(gòu)層80與BDA微型馬達(dá)的外 環(huán)11上涂布感光型聚亞酰胺薄膜50。
制程四進(jìn)行第二道光學(xué)微影制程，定義出撓性接點形狀31。 制程五將微結(jié)構(gòu)置于緩沖氫氟酸(BOE)中進(jìn)行濕式蝕刻，并將低應(yīng)力犧 牲層70的預(yù)定部份蝕刻釋放。
制程六用高溫烘箱(Oven)進(jìn)行回焊(Reflow)制程，使撓性接點31在高 溫中呈熔融狀態(tài)，撓性接點31受熱后產(chǎn)生收縮變形，將預(yù)定部份的主結(jié)構(gòu)層80 抬升。
如圖4、圖5所示，為本實用新型提供的另一種自我組裝式微型扇葉，為具有
曲面可動部份的微型扇葉的結(jié)構(gòu)，其包括
至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部份21。
可動部分21與微型馬達(dá)的外環(huán)11之間具有至少一個撓性接點31，且在每一 可動部份21形成撓性連桿315，撓性接點31與撓性連桿315為一種感光型聚亞酰 胺(Polyimide)薄膜。
通過回焊(Reflow)制程可使每一撓性接點31與撓性連桿315產(chǎn)生表面張力， 并將微結(jié)構(gòu)的可動部分21形成曲面式抬伸。
其中，每一可動部份21與微型馬達(dá)的外環(huán)11之間具有撓性接點與撓性連桿 的設(shè)計，在每一可動部份21的一側(cè)定義一第一撓性接點311，在每一可動部份21 的另一側(cè)定義一第二撓性接點312，在每一可動部份21的第一撓性接點311上方 定義一撓性連桿315，在每一可動部份21的撓性連桿315上方定義一第三撓性接 點313，通過上述回焊制程可制成具有曲面可動部份的微型扇葉。
如圖5所示，為自我組裝式微型扇葉的具曲面可動部份設(shè)計，當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行回 焊制程使每一撓性接點311、 312、 313與撓性連桿315因受熱收縮產(chǎn)生表面張力 將可動部份21抬升，其中，第一撓性接點311與撓性連桿315與第三撓性接點313 在受熱收縮過程中因彼此產(chǎn)生表面張力而互相牽制，故使可動部份21呈現(xiàn)一曲面。
如圖6、圖7所示，為本實用新型所提供的另一種自我組裝式微型扇葉，為具 有多層次并具有曲面可動部份的微型扇葉的結(jié)構(gòu)，其包括
至少一個微結(jié)構(gòu)的一第一可動部份22與一第二可動部份23。
第一可動部分22與微型馬達(dá)的外環(huán)11之間及第一可動部份22與第二可動部 份23之間具有撓性接點31，并在每一第二可動部份形成撓性連桿315，撓性接點 31與撓性連桿315為一種感光型聚亞酰胺(Polyimide)薄膜。
利用回焊(Reflow)制程可使每一撓性接點31與撓性連桿315產(chǎn)生表面張力， 并將微結(jié)構(gòu)的可動部分形成多層次與曲面式抬伸。
其中，每一可動部份與微型馬達(dá)的外環(huán)11具有撓性接點與撓性連桿的設(shè)計，
在第一可動部份22定義一第一撓性接點311，在第二可動部份23的一側(cè)定義一第 二撓性接點312，在第二可動部份23的另一側(cè)定義一第三撓性接點313，在第二 可動部份23的第二撓性接點312上方定義一撓性連桿315，在第二可動部份23 的撓性連桿315上方定義一第四撓性接點314，利用上述回焊制程可制成多層次并 具有曲面可動部份的微型扇葉。
綜上所述，本實用新型與以錫鉛合金球制作撓性接點相比，具有如下優(yōu)點
1、 本實用新型無鉛污染現(xiàn)象。
2、 、本實用新型不需要額外蒸鍍一層金質(zhì)襯墊作為連結(jié)接口，故制程簡單、成 本低。
3、 本實用新型利用光學(xué)微影技術(shù)可進(jìn)行準(zhǔn)確度相當(dāng)高的對準(zhǔn)動作，故精準(zhǔn)度 較好。
4、 本實用新型可完全自動化作業(yè)。
5、 本實用新型通過增加多個撓性接點與撓性連桿設(shè)計所抬升的微型扇葉具有 多層次與曲面可動部份。
6、 本實用新型的微型化尺寸不受限制。 再與以光阻制作撓性接點相比較，本實用新型具有如下優(yōu)點
1、 感光型聚亞酰胺薄膜雖然與光阻同為高分子聚合物，但感光型聚亞酰胺薄 膜的表面張力比光阻大，而且較能抵擋有機溶液，所以本實用新型沒有撓性接點 遭異丙醇(IPA)溶解破壞的疑慮。
2、 由于感光型聚亞酰胺薄膜較能抵擋有機溶液，適用于成本較低的濕式蝕刻 制程，故本實用新型成本相對較低。
通過以上說明可知，本實用新型是一種可以徹底解決傳統(tǒng)微型扇葉的自我組 裝所衍生的諸多缺點，并可運用于自我組裝式微型風(fēng)扇的開發(fā)技術(shù)，可突破傳統(tǒng) 微型風(fēng)扇的技術(shù)藩籬，達(dá)到具有曲面可動部份的微型扇葉也可具有多層次可動部 份的微型扇葉、增加流量及控制和改善流長的目標(biāo)，在同類產(chǎn)品當(dāng)中實屬首創(chuàng)。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施型態(tài)，并不能限定本實用新型的實施 范圍，凡應(yīng)用本實用新型說明書、權(quán)利要求書或附圖所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng) 涵蓋在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種自我組裝式微型扇葉，其特征在于包括至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部分；所述可動部分與微型馬達(dá)的外環(huán)之間具有至少一個撓性接點，利用回焊制程在所述撓性接點產(chǎn)生表面張力，并將微結(jié)構(gòu)的可動部分抬伸。
2、 如權(quán)利要求l所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于所述撓性接點為 一種感光型聚亞酰胺薄膜。
3、 一種自我組裝式微型扇葉，其特征在于包括 至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部份；所述可動部分與微型馬達(dá)的外環(huán)之間具有至少一個撓性接點，并在每一所述可動部份形成一撓性連桿；通過回焊制程在每一撓性接點與撓性連桿產(chǎn)生表面張力，并將所述微結(jié)構(gòu)的 可動部分形成曲面式抬伸。
4、 如權(quán)利要求3所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于所述撓性接點為一種感光型聚亞酰胺薄膜。
5、 如權(quán)利要求3所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于在每一所述可動部份的一側(cè)定義一第一撓性接點。
6、 如權(quán)利要求5所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于在每一所述可動部份的另一側(cè)定義一第二撓性接點。
7、 如權(quán)利要求5所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于在每一所述可動部份的第一撓性接點上方定義一撓性連桿。
8、 如權(quán)利要求3所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于在每一所述可動部份的撓性連桿上方定義一第三撓性接點。
9、 如權(quán)利要求3所述的自我組裝式微型扇葉，其特征在于所述撓性連桿為感光型聚亞酰胺薄膜。
10、 一種自我組裝式微型扇葉，其特征在于包括至少一個微結(jié)構(gòu)的一第一可動部份與一第二可動部份；所述第一可動部份與微型馬達(dá)的外環(huán)之間與所述第一可動部份與所述第二可動部份之間具有至少一個撓性接點，并在每一第二可動部份形成一撓性連桿；通過回焊制程在每一所述撓性接點與撓性連桿產(chǎn)生表面張力，并將所述微結(jié) 構(gòu)的可動部分形成多層次與曲面式抬伸。
11、 如權(quán)利要求io所述的自我組裝式微型扇葉為一種感光型聚亞酰胺薄膜。
12、 如權(quán)利要求IO所述的自我組裝式微型扇葉一可動部份定義一第一撓性接點。
13、 如權(quán)利要求10所述的自我組裝式微型扇葉 二可動部份的一側(cè)定義一第二撓性接點。
14、 如權(quán)利要求13所述的自我組裝式微型扇葉 二可動部份的另一側(cè)定義一第三撓性接點。
15、 如權(quán)利要求13所述的自我組裝式微型扇葉 二可動部份的第二撓性接點上方定義一撓性連桿。
16、 如權(quán)利要求10所述的自我組裝式微型扇葉 二可動部份的撓性連桿上方定義一第四撓性接點。
17、 如權(quán)利要求10所述的自我組裝式微型扇葉 為感光型聚亞酰胺薄膜。其特征在于所述撓性接點 其特征在于在每一所述第其特征在于在每一所述第 其特征在于在每一所述第 其特征在于在每一所述第 其特征在于在每一所述第 其特征在于所述撓性連桿
專利摘要本實用新型涉及一種運用于微型風(fēng)扇的自我組裝式微型扇葉，一種自我組裝式微型扇葉，其特征在于包括至少一個微結(jié)構(gòu)的可動部分；所述可動部分與微型馬達(dá)的外環(huán)之間具有至少一個撓性接點，利用回焊制程在所述撓性接點產(chǎn)生表面張力，并將微結(jié)構(gòu)的可動部分抬伸。本實用新型可以增加氣流流量并改善氣流流長。
文檔編號F04D29/30GK201176971SQ20082000590
公開日2009年1月7日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者洪銀樹, 黃義佑 申請人:建凖電機工業(yè)股份有限公司